案例:设计一个功率因数校正电路
电路一点通 2024-09-06
单级 PFC变换器单级 PFC变换器的原理图如图 3-1所示,它是一种基于脉宽调制 (PWM) 的变换器。该变换器的 PFC级采用了 Boost电感电路,而 DC/DC级则采用了双管单端正激电路结构。


PWM集成芯片采用了 UC3842。UC3842是一种电流型控制的专用芯片,具有电压调整率高,外围元器件少,工作频率高,启动电流小的特点。其输出驱动信号通过隔直电容连接在驱动变压器初级。而驱动变压器的次级采用了双绕组结构,得到了两路同相隔离的驱动信号,从而实现了 DC/DC级的双管驱动。具有 PFC的蓄电池充电器设计实例针对密封铅酸蓄电池的充电装置,基于复合控制芯片 ML4824设计的具有 PFC的蓄电池充电器的具体指标如下:
(1)采用限流定压方式充电。
(2)功率因数:PF>0.99。
(3)输入电压范围:176~264VAC。
(4)输出功率:Po =1000W。
(5)输出浮充电压:Uo =48V。
(6)最大充电电流:Imax =20A。
根据以上要求,确定两级电路方案:前级为采用 Boost拓扑的 PFC电路,实现 PFC的同时可把输入电压提升到 DC380V,如图 3-4所示;后级为采用双管正激拓扑的 PWM 电路,可把 DC380V母线电压降到 DC48V,实现限流定压方式充电,如图 3-5所示。200kHz/200W 高效环保开关电源的设计实例电路方块图如图 3-7所示的整体电源工作框图由两部分组成:第一部分是一个用于 PFC的 AC/DC变换器;第二部分是由两个功率开关管组成的正激式脉冲宽度调制 (PWM) 的 DC/DC变换器。PFC级是一个 Boost升压变换器,它的作用是在其输出端提供一个 380VDC电压,同时在输入端保持输入电流为正弦波,以获得近似等于 1的功率因数。PFC级的另一个特点是可以让电源工作在宽电压输入范围 (90~275V),而无须再加入使整流电路重新配置的
电源主板的部件功能

电源主板的原理如图 3-8所示。它包括以下几部分。
(1)AC输入 /EMI滤波器。SMPS(开关电源) 的输入电压是 90~275V (50Hz/60Hz),熔断器用在电路发生故障时防止电源进一步损坏。输入 EMI滤波器 (C86、L1、L4、C24、C25、C26、C2) 用以抑制由两功率开关转换时所产生的高频噪声,压敏电阻 R30用以抗御来源于电网的高压浪涌,输入电源整流器 (VD1 ~VD4) 采用的是常规的硅二极管。
(2)PFC变换器。PFC变换器是一个具有连续电感电流流过全负载的 Boost升压变换器拓扑,其开关频率为 200kHz,输出电压近似为 380VDC。
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